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無(wú)縫管的優(yōu)點(diǎn)

由于無(wú)縫管擁有眾多的優(yōu)點(diǎn)，所以無(wú)縫管具有很廣的用途，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，如石油鉆桿、汽車傳動(dòng)軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡(jiǎn)化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)，已廣泛用鋼管來(lái)制造。

在不同的領(lǐng)域要選擇合適的無(wú)縫管，這樣才能節(jié)約資源提，在今后我們會(huì)加大對(duì)無(wú)縫管的研究，生產(chǎn)出更多性能良好的無(wú)縫管。

無(wú)縫管的連接方式

在重型裝備制造領(lǐng)域，超重超大型無(wú)縫管的重量往往達(dá)數(shù)百噸，甚至更大。采用傳統(tǒng)的整體制造方法存在風(fēng)險(xiǎn)大、成本高、運(yùn)輸和吊裝難度大等缺陷，于是提出了重型承載結(jié)構(gòu)的剖分一組合設(shè)計(jì)制造思想，即將無(wú)法制造的重型承載件剖分為若干子件，然后以某種連接方式組合成為一個(gè)整體，以降低制造難度。

剖分后各子件的制造難度大大降低，子件間的組合連接問(wèn)題成為剖分一組合結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)的核心問(wèn)題。傳統(tǒng)的無(wú)縫管的連接方式為機(jī)械連接和冶金結(jié)合。前者在連接螺紋、鍵孔和銷孔處產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)，易發(fā)生疲勞破壞；后者主要是焊接，大斷面結(jié)枃的焊接質(zhì)量控制及焊后熱處理較為困難。通過(guò)自然界中大量的坎合現(xiàn)象，提出了采用預(yù)應(yīng)力坎合結(jié)構(gòu)來(lái)解決剖分子件間的連接問(wèn)題自然界中存在形形色色的坎合現(xiàn)象。

例如，藤蔓植物爬墻虎通過(guò)向表面凹處生長(zhǎng)，可以準(zhǔn)確地生成一個(gè)表面輪廓并硬化，使得植物表面和其他表面形成互鎖，并牢固地連接在一起；植物豬秧果實(shí)的表面有鉤子狀的組織，鉤子接觸動(dòng)物絨毛然后互鎖，產(chǎn)生較為牢固的連接力；壁虎則是通過(guò)腳爪底部帶有的200萬(wàn)根具有柔韌性的絨毛以及每根絨毛上的10萬(wàn)多根微剛毛和接觸表面形成互鎖，利用產(chǎn)生的連接力在玻璃或墻壁面上行走的。

生產(chǎn)無(wú)縫管的拼接技術(shù)

測(cè)量數(shù)據(jù)的拼接。采用光學(xué)原理對(duì)物體進(jìn)行三維測(cè)量，測(cè)量一個(gè)物體需要4幅以上的測(cè)量圖像，然后將多視場(chǎng)的三維測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接（縫合）。數(shù)據(jù)拼接的實(shí)質(zhì)是將不同坐標(biāo)系的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)平移、旋轉(zhuǎn)，統(tǒng)到一個(gè)坐標(biāo)系上，關(guān)鍵是求取不同坐標(biāo)系之間的平移矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣。

要實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確拼接，必須在測(cè)量無(wú)縫管時(shí)，設(shè)置拼接標(biāo)志，按拼接標(biāo)志對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)之間進(jìn)行準(zhǔn)確定位和拼接。常用的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)拼接方法有轉(zhuǎn)臺(tái)拼接普通標(biāo)志點(diǎn)拼接、編碼標(biāo)志點(diǎn)拼接等。

測(cè)量數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)和優(yōu)化。為了提高光學(xué)三維測(cè)量的精度，一般使用高分辨率的CCD攝像機(jī)對(duì)測(cè)量圖像進(jìn)行拍攝，其測(cè)量數(shù)據(jù)量大，影響曲面重構(gòu)的計(jì)算速度，必須根據(jù)被測(cè)無(wú)縫管的形狀特征，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)。測(cè)量數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)的內(nèi)容有：對(duì)數(shù)據(jù)拼接時(shí)兩幅圖像搭接部分的冗余數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化；計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲率，根據(jù)曲率精簡(jiǎn)原理和被測(cè)物體的形狀特征，曲率小的部位多精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)，曲率大的部位少精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)，在精簡(jiǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)的過(guò)程中又保持被測(cè)物體的準(zhǔn)確形狀。